我国光纤通信技术的发展现状及前景

我国光纤通信技术的发展现状及前景

摘要:随着全球信息化、网络化时代的到来,人们对光纤通信的要求不断提高,这也同时促进了光纤通信技术的发展。我国是一个通信大国,光纤通信产业对我国来说至关重要,目前我国的光纤通信系统正朝着超高速、超长传输距离、超大容量以及全光网的方向发展。近几年来,随着通信市场的逐步开放和发展,光纤通信技术也得以迅速发展。

关键词:光纤通信发展现状前景

一、光通信的发展历史

1、光通信的开端。1880年,贝尔利用太阳光作为光源,大气为传输媒质,用硒晶体作为光接收器件,成功地进行了光电话的实验,发明了第一个光电话,使通话距离最远达到了213米,这可以说是现代光通信的开端。但这种光的传播易受到气候和周围环境等条件的影响,使光波的传输距离大大降低。此后人们逐渐开始将研究的重点转入到地下的光波通信实验。

2、光通信的里程碑。1966年,高银博士在研究了光在石英玻璃纤维中传输的特性极其损耗问题之后,发现引起光在传输中损耗的主要原因是其中含有过量的铜、铁、铬、锰等金属离子和其他杂质,其次是拉制光纤时由于工艺技术等原因造成了芯、包层分界面的不均匀,导致光在玻璃纤维中传输的折射率也是不均匀的。

3、光通信实质性突破的发展。1970年,在高银研究理论的指导下,美国康宁公司率先成功的拉出了第一根损耗为20dB/km的光纤,同年贝尔实验室也成功的研制出了可以在室温条件下工作的半导体激光器,这标志着一种崭新的光通信技术的诞生。

二、我国光纤光缆发展的现状

1、普通光纤。普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展.光中继距离和单一波长信道容量增大,G 652.A光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。

2、核心网光缆。我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量.它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤.不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。

3、接入网光缆。接人网中的光缆距离短,分支多,分插频繁。为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中。由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接人网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用。目前在我国已有少量的使用。

4、室内光缆。室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并且还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IE C)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内。主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。

5、电力线路中的通信光缆。光纤是介电质,光缆也可作成全介质,完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构:即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放,适应范围广。在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。国内已能生产多种ADSS光缆满足市场需要。但在产品结构和性能方面。例如大志数光缆结构、光缆蠕变和耐电弧性能等方面。还有待进一步完善。ADSS光缆在国内的近期需求量较大。是目前的一种热门产品

三、光纤通信技术的发展趋势

对光纤通信而言,超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标,光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。

1、光纤到户。现在移动通信发展速度惊人,因其带宽有限,终端体积不可能太大,显示屏幕受限等因素,人们依然追求性能相对占优的固定终端,希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽,它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代,光纤到户的成本大大降低,不久可降到与DSL和HFC网相当,这使嗍的实用化成为可能。据报道,1997年日本NTT公司就开始发展FTTH,2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的l2个月中,FTTH的安装数量增加了200%以上。在我国,光纤到户也是势在必行,光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展,预计2012年前后,我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设高潮。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点,伴随着相应技术的成熟与实用化,成本降低到能承受的水平时,FTTH的大趋势是不可阻挡的。

2、全光网络。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍用电器件,限制了目前通信网干线总容量的提高,因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性,并

能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率,网络结构简单,组网非常灵活,可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术,它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段,但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。

参考文献

[1]纪越峰.现代光纤通信工程[M].北京:人民邮电出版社,1997

[2]张克宇等.通信光缆线路维护与施工[M].北京:中国铁道出版社,2001